[发明专利]一种防洪调度知识图谱构建方法

权利要求书

1.一种防洪调度知识图谱构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：建立水-工-险基础数据知识单元；

整合防洪基础数据集，将水-工-险的基础信息与工程节点与控制站节点进行联接，构建防洪基本知识单元；

步骤二：建立融合调度规则与调度响应关系的防洪知识体系网；

考虑不同水雨工险情条件下工程单元与站点单元之间的调度响应关系以及工程单元间的防洪任务联系，将不同的基本知识单元进行有机组织，构建防洪知识体系网；

步骤三：构建具有自主学习能力的防洪调度知识图谱

采用随机模拟技术-调度仿真-优化提取的技术方法，构建防洪工程调度响应关系自主学习模型，使工程调度响应关系能够自适应优化与完善；在此基础上，结合历史调度案例，抽取关键知识要素，不断丰富与完善防洪知识体系网，构建具有自学习功能的防洪调度知识图谱，实现不同水、雨、工、险情条件下，防洪工程群组合自动推荐以及调度响应关系智能索引的功能；

在步骤三中，构建具有自学习功能的防洪调度知识图谱，具体包含如下步骤：

S31：构建防洪工程调度响应关系自主学习模型；

在步骤S31中，调度响应关系自学习模型构建包含洪水场景模拟生成、基于物理模型的调度样本集构造以及调度响应关系拟合三个部分；

洪水场景模拟生成：洪水场景生成的主要方法有两种：一种是历史典型设计洪水法，即选取历史典型设计洪水过程，采用同倍比或者同频率法对上游各站点相应洪水进行放大，对于上游站点无历史同期洪水的情况，采用解集法或相似站点法来补充站点径流过程，同时选择多个历史典型洪水弥补洪水多样性不足的问题；另一种方法是通过多站洪水随机模拟法对多站点不同频率不同地区组成的洪水过程进行随机模拟；

调度样本集生成：根据不同洪水样本，结合现有调度规则拟定不同工程拦蓄方案，综合生成不同来水背景场以及模型初始边界场；通过机理模型进行流域防洪调度模拟，计算不同来水过程、工程运用条件下，不同控制站点的水位、流量变化过程，获取大量调度样本集；其中，机理模型包括水动力学模型、水库优化调度模型、分蓄洪优化调度模型；

调度响应关系拟合：将洪水场景集与相对应的调度样本集进行整合，设置调度决策者较为关注的多个下游控制站点的河湖水文要素特征，并采用相关分析方法，识别提取出与河湖水文要素变化密切的关键特征因子集，采用机器学习或者深度学习的方法提取特征因子与河湖水文要素特征响应变化之间的全过程映射关系，解析水库、堤防、蓄滞洪区、洲滩民垸、涵闸泵站拦蓄单位流量或者使用单位容积防洪库容对下游河湖水位要素的影响关系，并将映射关系通过网络化、参数化进行封装存储，形成关系节点；通过不断地重复“模拟-优化-拟合”过程，使模型具有自学习功能；

S32：构建历史案例知识库。

2.根据权利要求1所述的防洪调度知识图谱构建方法，其特征在于：在步骤一中，水-工-险的基础信息包括水雨情、工情、险情、调度关联对象；

建立水-工-险基础数据知识单元，具体包括如下步骤：

S11：基础数据获取；

S12：基本知识单元构建。

3.根据权利要求2所述的防洪调度知识图谱构建方法，其特征在于：在S11中，防洪调度知识图谱的构建基础数据获取包含数据提取与整合和数据组织与重构两部分内容；

数据提取与整合；防洪知识图谱构建需对不同类型的数据信息进行提取与整合，对于系统接入的网络链接数据以及历史已经成库成表数据，可直接进行使用；针对部分纯文本数据、图像数据以及网络数据非结构化数据信息，结合网络爬虫技术、文字识别技术、语音转化技术进行数据信息提取，提取的信息包括防洪工程联合调度规则、历史实时险情图像判别信息以及相关网页新闻与音视频中关于水、雨、工、险、灾情以应对措施的描述信息，将非结构化信息转化为结构化信息统一建立数据库；

数据组织与重构：按照工程类型不同，将数据信息分为堤防、水库、蓄滞洪区、洲滩民垸与涵闸泵站五大类，将各类工程的工情信息、工程历史险情信息、工程所在区域历史与实测水雨情信息以及工程保护对象的社会经济信息进行关联，通过交叉联接的方式对数据信息进行建库建表，构建不同属性数据之间的有机联系。